(57)【要約】    【課題】  ０．１ｍｍ程度もしくはそれ以下の厚さであり、かつその表面の平滑性が一般的な紙と同程度であり、かつその交信距離がＲＦＩＤチップの外形寸法に制限されず長距離交信が可能な、高品質の紙状ＲＦＩＤタグおよびその製造方法を提供する。    【解決手段】  本発明は、基材フィルム又は基材テープ３と、該基材フィルム又は基材テープ上に接着された金属箔からなるアンテナ２と、該アンテナにバンプを接合して接続するＲＦＩＤチップ１と、該ＲＦＩＤチップの周囲に設けられ、上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さよりも高くなるような厚さの保護部材４とを有するＲＦＩＤスレッド１４を第１の紙層５ａと第２の紙層５ｂとの間に抄入して紙状に形成した紙状ＲＦＩＤタグおよびその製造方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルム又は基材テープと、該基材フィルム又は基材テープ上に接着された金属箔からなるアンテナと、該アンテナにバンプを接合して接続するＲＦＩＤチップと、該ＲＦＩＤチップの周囲に設けられ、上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さよりも高くなるような厚さの保護部材とを有するＲＦＩＤスレッドを第１の紙層と第２の紙層との間に抄入して紙状に形成したことを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記保護部材に前記ＲＦＩＤチップが収まる開口部を有することを特徴とする請求項１記載の紙状ＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記保護部材をフイルム状部材又は金属製部材であることを特徴とする請求項１又は２記載の紙状ＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記保護部材は、前記第１及び第２の紙層よりも剛性が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の紙状ＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤスレッドは、前記アンテナおよび前記基材フィルムの幅が３ｍｍ以下のテープ状スレッドであることを特徴とする請求項１又は２記載の紙状ＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
基材フィルム又は基材テープの片面に金属箔を接着して金属箔積層体を形成する金属箔積層体製造工程と、該金属箔積層体製造工程で形成された金属箔積層体における金属箔をパターニングしてアンテナを形成するアンテナパターン製造工程と、ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装した際保護部材の上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さよりも高くなるような厚さの前記保護部材を、前記アンテナ上の前記ＲＦＩＤチップの周囲に接着する保護部材接着工程と、前記ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装するＲＦＩＤチップ実装工程とを有し、ＲＦＩＤスレッドを形成するＲＦＩＤスレッド形成工程と、
該ＲＦＩＤスレッド形成工程で形成されたＲＦＩＤスレッドを抄紙された第１の紙層と第２の紙層との間に抄入してロール群で加熱、加圧及び脱水して乾燥させて紙状ＲＦＩＤタグを製造する抄紙工程とを有することを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程のアンテナパターン製造工程において、前記金属箔をパターニングしてアンテナを形成するための樹脂層を前記金属箔上に形成する樹脂層形成工程を含むことを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項８】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程において、前記ＲＦＩＤスレッドとして前記アンテナおよび前記基材フィルムの幅が３ｍｍ以下のテープ状ＲＦＩＤスレッドであり、
前記抄紙工程において、前記テープ状ＲＦＩＤスレッドを連続的に供給して、前記第１の紙層と前記第２の紙層との間に抄入することを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項９】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材が、前記ＲＦＩＤチップが収まる開口部を形成した前記第１及び第２の紙層よりも剛性の高い保護テープであることを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１０】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材の素材がプラスチック材料又は金属材料であることを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材の面形状がＣ字形状又はドーナッツ形状であることを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１２】
前記抄紙工程において、多槽式の円網抄紙機を用いることを特徴とする請求項６記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１３】
基材フィルム又は基材テープの片面に金属箔を接着して金属箔積層体を形成する金属箔積層体製造工程と、該金属箔積層体製造工程で形成された金属箔積層体における金属箔をパターニングしてアンテナを形成するアンテナパターン製造工程と、ＲＦＩＤチップのバンプをアンテナに接合接続して実装した際保護テープの上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さより高くなるような厚さの前記保護テープを、前記アンテナ上のＲＦＩＤチップの周囲に接着する保護テープ接着工程と、前記ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装するＲＦＩＤチップ実装工程とを有し、ＲＦＩＤスレッドを形成するＲＦＩＤスレッド形成工程と、
該ＲＦＩＤスレッド形成工程で形成されたＲＦＩＤスレッドを抄紙された第１の紙層と第２の紙層との間に抄入してロール群で加熱、加圧及び脱水して乾燥させて紙状ＲＦＩＤタグを製造する抄紙工程とを有することを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１４】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程のアンテナパターン製造工程において、前記金属箔をパターニングしてアンテナを形成するための樹脂層を前記金属箔上に形成する樹脂層形成工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【請求項１５】
前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護テープ接着工程において、前記保護テープが、前記第１及び第２の紙層よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１３記載の紙状ＲＦＩＤタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個体識別情報（ＩＤ情報）がメモリに格納されたＲＦＩＤ(radiofrequency identification)チップとアンテナが電気的に結合されたＲＦＩＤスレッドを紙層の間に挟み込んだ紙状ＲＦＩＤタグおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＩＣカードの製造方法としては、特開平１１−１５０１３３号公報（特許文献１）及び特開２０００−３１５６９７号公報（特許文献２）において知られている。特許文献１及び２には、導体パターン及びアンテナコイルが形成され、薄肉のＩＣチップが搭載されたフィルムと糊が積層されたカバーフィルムとを一対のホットロールの間に挿入して該一対のホットロールによってラミネートしてＩＣカードを製造することが記載されている。
【０００３】
また、紙またはフィルム状の媒体の製造方法としては、国際公開番号ＷＯ  ００／３６５５５号公報（特許文献３）において知られている。特許文献３には、第１のカバーフィルムロールと第２のカバーフィルムロールがあって、紙、合成紙等の第１のカバーフィルムと第２のカバーフィルムの間に、長辺を０．５ｍｍ以下に加工した半導体チップが挿入されて巻き取りロールに完成した半導体チップを含む媒体が巻き取られることが記載されている。さらに、半導体チップには予めアンテナが付着されている場合と、第１または第２のフィルムに印刷やワイヤであって挿入時点で導電性接着剤で接合する場合があると記載され、さらに、半導体チップが挿入されている中間接合フィルム面には別の接着剤たとえばウレタン系やシアノール系やＵＶ硬化系などの接着剤があって低温でかつ完成媒体の平坦性、剛性を確保するように形成されると記載されている。
【０００４】
また、偽造防止用シート状物の製造方法としては、特開２００２−３１９００６号公報（特許文献４）において知られている。特許文献４には、アンテナを備えた一辺０．５ｍｍ以下の半導体チップを細幅にスリットしたフィルムの片面に接着してあるスレッドを、紙層に形成された溝に挿入することによって紙層内に埋没させて溝内の表面に貼合して製造することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１５０１３３号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−３１５６９７号公報
【特許文献３】国際公開番号  ＷＯ  ００／３６５５５号公報
【特許文献４】特開２００２−３１９００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＲＦＩＤタグは、バーコードに替わるものとして各種流通過程における採用が検討されている。適用される物品を限定しないためにも、ＲＦＩＤタグの総厚は、０．１ｍｍ前後もしくはそれ以下とすることが強く望まれている。しかも、印刷のし易さ、製造のし易さ等の理由により、製紙プロセスによりＲＦＩＤチップを紙の間に挿入して紙状ＲＦＩＤタグを製造することが要求されてきている。
【０００８】
しかし、製紙プロセスにおいては、紙表面の平滑性を確保するために多数のローラにより、加圧・加熱・脱水を行うことになるが、この際ローラ荷重は非常に大きいものである。そのため、このように非常に大きなローラ荷重が紙の間に挿入されるＲＦＩＤチップに作用するとＲＦＩＤチップが破壊してしまうという課題を有することになる。この課題を解消しようとしてローラ荷重を大幅に弱くした場合、結果としてＲＦＩＤタグの表面の平滑性は、一般的な紙と比べると大幅に低下してしまうという課題を有することになる。
【０００９】
特許文献１〜３は、この点について十分考慮されていないものである。
【００１０】
また、特許文献４では、スレッドが挿入される部分の紙層だけ薄くして、スレッドが挿入されるための溝を形成しておくことで、用紙に圧力が加わった際、紙層の厚い部分がクッションとなるように構成されている。しかしながら、製紙プロセスによりＲＦＩＤチップを紙の間に挿入して紙状ＲＦＩＤタグを製造する場合、紙層の厚い部分で非常に大きなローラ荷重を支えることができず、結局大きな荷重がＲＦＩＤチップに作用することになり、ＲＦＩＤチップを破壊してしまうという課題を有していた。更に、アンテナをチップ上に形成したＲＦＩＤチップを使用すると、ＲＦＩＤチップの外形寸法の制約からアンテナが非常に小型になり、結果として交信距離が非常に短くなるため、ＲＦＩＤタグとしての用途が非常に限定されてしまうという課題を有していた。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決すべく、０．１ｍｍ程度もしくはそれ以下の厚さであり、かつその表面の平滑性が一般的な紙と同程度であり、かつその交信距離がＲＦＩＤチップの外形寸法に制限されず長距離交信が可能な、高品質の紙状ＲＦＩＤタグを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、上記高品質の紙状ＲＦＩＤタグを製造することができるようにした紙状ＲＦＩＤタグの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、基材フィルム又は基材テープと、該基材フィルム又は基材テープ上に接着された金属箔からなるアンテナと、該アンテナにバンプを接合して接続するＲＦＩＤチップと、該ＲＦＩＤチップの周囲に設けられ、上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さよりも高くなるような厚さの保護部材とを有するＲＦＩＤスレッドを第１の紙層と第２の紙層との間に抄入して紙状に形成したことを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグである。
【００１４】
また、本発明は、前記紙状ＲＦＩＤタグにおいて、前記保護部材に前記ＲＦＩＤチップが収まる開口部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記紙状ＲＦＩＤタグにおいて、前記保護部材をフイルム状部材又は金属製部材であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記紙状ＲＦＩＤタグにおいて、前記ＲＦＩＤスレッドは、前記アンテナおよび前記基材フィルムの幅が３ｍｍ以下のテープ状スレッドであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、基材フィルム又は基材テープの片面に金属箔を接着して金属箔積層体を形成する金属箔積層体製造工程と、該金属箔積層体製造工程で形成された金属箔積層体における金属箔をパターニングしてアンテナを形成するアンテナパターン製造工程と、ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装した際保護部材の上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さよりも高くなるような厚さの前記保護部材を、前記アンテナ上の前記ＲＦＩＤチップの周囲に接着する保護部材接着工程と、前記ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装するＲＦＩＤチップ実装工程とを有し、ＲＦＩＤスレッドを形成するＲＦＩＤスレッド形成工程と、
該ＲＦＩＤスレッド形成工程で形成されたＲＦＩＤスレッドを抄紙された第１の紙層と第２の紙層との間に抄入してロール群で加熱、加圧及び脱水して乾燥させて紙状ＲＦＩＤタグを製造する抄紙工程とを有することを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグの製造方法である。
【００１８】
また、本発明は、前記ＲＦＩＤスレッド形成工程のアンテナパターン製造工程において、前記金属箔をパターニングしてアンテナを形成するための樹脂層を前記金属箔上に形成する樹脂層形成工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記ＲＦＩＤスレッド形成工程において、前記ＲＦＩＤスレッドとして前記アンテナおよび前記基材フィルムの幅が３ｍｍ以下のテープ状ＲＦＩＤスレッドであり、前記抄紙工程において、前記テープ状ＲＦＩＤスレッドを連続的に供給して、前記第１の紙層と前記第２の紙層との間に抄入することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材が、前記ＲＦＩＤチップが収まる開口部を形成した前記第１及び第２の紙層よりも剛性の高い保護テープであることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材の素材がプラスチック材料又は金属材料であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、前記ＲＦＩＤスレッド形成工程の保護部材接着工程において、前記保護部材の面形状がＣ字形状又はドーナッツ形状であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、前記抄紙工程において、多槽式の円網抄紙機を用いることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、基材フィルム又は基材テープの片面に金属箔を接着して金属箔積層体を形成する金属箔積層体製造工程と、該金属箔積層体製造工程で形成された金属箔積層体における金属箔をパターニングしてアンテナを形成するアンテナパターン製造工程と、ＲＦＩＤチップのバンプをアンテナに接合接続して実装した際保護テープの上面の高さが前記ＲＦＩＤチップの上面の高さより高くなるような厚さの前記保護テープを、前記アンテナ上のＲＦＩＤチップの周囲に接着する保護テープ接着工程と、前記ＲＦＩＤチップのバンプを前記アンテナに接合接続して実装するＲＦＩＤチップ実装工程とを有し、ＲＦＩＤスレッドを形成するＲＦＩＤスレッド形成工程と、
該ＲＦＩＤスレッド形成工程で形成されたＲＦＩＤスレッドを抄紙された第１の紙層と第２の紙層との間に抄入して（挟み込んで）ロール群で加熱、加圧及び脱水して乾燥させて紙状ＲＦＩＤタグを製造する抄紙工程とを有することを特徴とする紙状ＲＦＩＤタグの製造方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、長距離交信が可能であり、かつ表面が平滑な紙からなる厚さが０．１ｍｍ程度若しくはそれ以下の薄肉の高品質の紙状ＲＦＩＤタグを安定して供給することが可能となる。
【００２６】
また、本発明によれば、長距離交信が可能で、かつ表面が平滑な紙からなる厚さが０．１ｍｍ程度若しくはそれ以下の薄肉の高品質の紙状ＲＦＩＤタグを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグを製造するのに好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
まず、本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの第１の実施の形態の構成について説明する。図１には本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの第１の実施の形態の一部を破断した斜視図を示す。また、図２には図１のＡ−Ａ矢視断面図を、図３には図１のＢ−Ｂ矢視断面図を示した。また、図３においてはＲＦＩＤチップ１とアンテナ２との接合部について詳細に図示し、また図１および図２には図示されている第１の紙層５ａ及び第２の紙層５ｂを省略してある。本第１の実施の形態の紙状ＲＦＩＤタグは、個体識別情報（ＩＤ情報）や他の情報等を格納するメモリを有するＲＦＩＤチップ１と、該ＲＦＩＤチップ１のバンプと電気的に結合（接続）されている金属箔をパターニングしたアンテナ２と、該アンテナ２を片面に貼り付けするスレッド（基材フィルム又は基材テープ）３と、上記アンテナ２上のＲＦＩＤチップ１の周囲に配置された保護部材（例えば保護テープ）４と、上記スレッド３上に上記アンテナ２、ＲＦＩＤチップ１及び保護部材４を設けて構成されるＲＦＩＤスレッドを挟み込む第１の紙層５ａおよび第２の紙層５ｂとから構成される。ＲＦＩＤチップ１は、バンプ７を含めて４５ミクロン程度の厚さで、しかも４００ミクロン角程度の大きさで、機能面に３００ミクロン程度のピッチで６３ミクロン角程度の４つの四角形状の金バンプ７を備えて形成される。アンテナ２は、エネルギを無線によって受け、特定の信号パターンを与えてメモリに書き込まれている情報を無線によって通信するためのもので、例えば２．４５ＧＨｚの周波数の電波を送受信できる形状に加工された７ミクロン程度の厚さの金属箔（例えばアルミ箔）である。この場合、アンテナ２は、長辺方向の寸法が５２ｍｍ程度、短辺方向の寸法が０．６ｍｍ乃至１．５ｍｍ程度の長方形となっており、その一部に概Ｌ字状のスリットがパターニングされて形成されている。アンテナ２は、１２ミクロン程度の厚さのポリエステルフィルム（ＰＥＴフイルムを含む）からなるスレッド（基材フィルム又は基材テープ）３に対して接着剤で貼り合わされている。ＲＦＩＤチップ１の周囲には、ＲＦＩＤチップ１よりも大きい面積を有する開口部４１を有し、その開口部４１にＲＦＩＤチップが位置するように保護テープ（保護部材）４が配置され、該保護テープ４はアンテナ２およびその上にある樹脂層１１に対して貼り付けられている。そして、上記保護テープ４は、後述する抄紙工程において非常に大きなローラ荷重を受け止めることができるように、図３および図９（Ａ）に示す如く、上面４ａの高さがＲＦＩＤチップ１の上面１ａの高さより高くなるように、バンプ７を含めたＲＦＩＤチップ１の総厚よりも厚く（５０ミクロン程度以上が望ましい）、しかも紙層よりも剛性の高いポリエステルフィルム（ＰＥＴフイルムを含む）から形成される。さらに、ＲＦＩＤチップ１は、保護テープ４の開口部内に収まる状態で樹脂層１１を貫通しつつアンテナ２に接合されて電気的に接続される。また、ＲＦＩＤチップ１とアンテナ２の接合部は、硬化したアンダーフィル樹脂６により保護される。
【００２９】
以上説明したスレッド３、アンテナ２およびその上にある樹脂層１１、ＲＦＩＤチップ１および保護テープ４からなるＲＦＩＤスレッドは、後述する抄紙工程において、重ねあわされる第１層目の紙層５ａと第２層目の紙層５ｂとの間に挿入されて、ロール群により、加熱、加圧、脱水され、最終的に乾燥されて、第一の紙層５ａと第二の紙層５ｂとの間に挟まれた（抄入された）状態で、ＲＦＩＤチップ１およびそれと接続されたアンテナ２を内蔵した紙状のＲＦＩＤタグが形成されることになる。
【００３０】
このように、内蔵しているＲＦＩＤスレッドの最大厚さは、７０ミクロン程度であるため、ＲＦＩＤタグの総厚も一般的な紙の厚さである０．１ｍｍ程度を実現できる。完成したＲＦＩＤタグは紙状であるため、この後、ＲＦＩＤタグの用途に応じて容易に印刷を行うことが可能となる。また、複数が連なった状態でロールに巻き取られているため、必要に応じて個別のＲＦＩＤタグへと切断を行うことができる。
【００３１】
以上説明したように、内蔵されるＲＦＩＤチップ１を搭載したスレッドの最大厚さが、７０ミクロン程度であるため、ＲＦＩＤタグの総厚を、一般的な紙と同程度の０．１ｍｍ程度とすることが可能となる。また、ＲＦＩＤチップ１の周囲に紙層よりも剛性が高く、上面４ａの高さがＲＦＩＤチップ１の上面１ａの高さより高くなるように保護テープ４を配置したことで、抄紙工程におけるローラ荷重の大部分を保護テープ４が受け止めるようにしたので、ＲＦＩＤチップ１に直接集中するローラ荷重をなくしてＲＦＩＤチップ１の破壊を防止することが可能となる。
【００３２】
次に、本発明に係るＲＦＩＤタグの製造方法の一実施例を図４〜図６を用いて説明する。図４、図５及び図６には本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの製造フローの一実施例を示す。本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグ１００は、（Ａ）金属箔積層体の製造工程、（Ｂ）樹脂層形成工程、（Ｃ）アンテナパターン製造工程、（Ｄ）保護テープ接着工程、（Ｅ）超音波実装工程、（Ｆ）スリット加工工程、（Ｇ）抄紙工程を順に経ることで製造することができる。
【００３３】
（Ａ）金属箔積層体の製造工程
図４（Ａ）に示すように、まず、アンテナ２を形成するための７ミクロン程度の厚さの金属箔（例えばアルミ箔）１２と、スレッド３となる１２ミクロン程度の厚さのポリエステルフィルム（ＰＥＴフイルムを含む）１３を基材として用意する。
【００３４】
例えばＰＥＴフイルム１３の片面に、接着剤を介して例えばアルミ箔１２を配置し、１５０℃程度、圧力５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の条件で熱ラミネートを行うことにより、ＰＥＴフイルム１３に金属箔１２が接着された積層体である金属箔積層体１０を形成する。
【００３５】
（Ｂ）樹脂層形成工程
図４（Ｂ）に示すように、工程（Ａ）で製造した金属箔積層体１０の金属箔（例えばアルミ箔）１２の表面に所要アンテナパターン形状に加工した厚さ１〜６μｍの樹脂層１１をグラビア印刷もしくはロータリー式のスクリーン印刷で形成する。この樹脂層１１は次の工程でアルミ箔１２をエッチングにより形成する際に、レジストとして機能する材料を用いる。
【００３６】
この樹脂層１１は、グラビア印刷やロータリー式スクリーン印刷で形成するだけでなく、金属箔積層体１０のアルミ箔１２の表面にパターン加工せずに光硬化性樹脂を塗布し、マスクを用いて光硬化樹脂を特定のパターンに硬化させ、特定のパターン以外を除去する、所謂一般的なフォトエッチング技術により形成してもよい。この塗布厚は、搭載されるＲＦＩＤチップ１のバンプサイズおよび形状に応じて調整する。
【００３７】
なお、本実施例では採用していないが、この段階で金属箔積層体１０の幅方向の両端にスプロケット穴を金型加工により形成することで、後続のリールからリールへの製造における搬送および位置合わせが容易となる。
【００３８】
（Ｃ）アンテナパターン製造工程
次に、図４（Ｃ）に示すように、樹脂層１１のアンテナパターンのレジストから露出する部分のアルミ箔１２の領域をエッチング処理で除去する。このエッチングによりアルミ箔１２の一部を除去加工したアンテナ２が形成される。このエッチングは、樹脂層１１から露出するアルミ箔１２の領域を、例えば、エッチング液であるＮａＯＨ（１２０ｇ／ｌ）に温度５０℃の条件にて晒すことによって行う。このほか、エッチング液としては塩化第二鉄水溶液や塩酸も使用可能である。
【００３９】
（Ｄ）保護テープ接着工程
次に、図５（Ｄ）に示すように、形成されたアンテナ２および樹脂層１１の上に、後述する抄紙工程において非常に大きなロール荷重（線圧（ローラの単位長さあたりの荷重）の最大値が約６１００〜１５３０００ｋｇｆ／ｍ程度）を受け止めることができる紙層よりも剛性の高い保護テープ８を、接着剤を用いて貼り付ける（固定する）。この保護テープ８は、アンテナ２および樹脂層１１の上面の大部分を覆うものの、ＲＦＩＤチップ１が搭載接合される予定位置に対応する場所については、あらかじめ抜き加工（開口部）４１が施されている。抜き加工４１の形状としては、図中にあるような角穴のほか丸穴等でも構わない。保護テープ８の素材としては、粘着材がその片面全体に存在する紙層よりも剛性の高いポリエステルフィルム（ＰＥＴフイルムを含む）を使用することができる。また、保護テープ８の厚さは、図３および図９（Ａ）に示す如く、ＲＦＩＤチップ１のバンプをアンテナ２に実装した際、上面４ａの高さがＲＦＩＤチップ１の上面１ａの高さよりも高くなるように、ＲＦＩＤチップの総厚よりも厚いものを選定する必要がある。例えばＲＦＩＤチップ１の総厚が４５ミクロン程度（内、チップ本体の厚さが３０ミクロン程度、バンプの高さが１５ミクロン程度）の場合、保護テープ８の厚さは、アンテナ２およびその上の樹脂層１１に貼り付けた状態で４５ミクロン程度以上にする必要がある。なお、工程上の誤差を考慮すると厚さとしては樹脂層１１を含めて５０ミクロン程度以上のものを使用することが望ましい。このように、紙層よりも剛性の高い保護テープ８の厚さを、ＲＦＩＤチップ１の総厚（４５ミクロン程度）よりも厚いものを用いて、上面４ａの高さがＲＦＩＤチップ１の上面１ａの高さより高くなるようにすることによって、後述する抄紙工程において保護テープ４はローラ荷重の大部分を受け止めることができるので、ＲＦＩＤチップ１に直接集中するローラ荷重をなくしてＲＦＩＤチップ１の破壊を防止することが可能となる。
【００４０】
（Ｅ）超音波実装工程
次に、図５（Ｅ）に示すように、ＲＦＩＤチップ１をアンテナ２およびその上の樹脂層１１上の搭載予定位置に搬送し、スレッド３となるポリエステルフィルム（例えばＰＥＴフイルム）１３上にアルミ箔１２を加工することで形成されたアンテナ２に対して、ＲＦＩＤチップ１を位置合わせする。さらに、ＲＦＩＤチップ１の下面に形成されている金バンプ７を樹脂層１１に圧力をかけて押し付ける。引き続きＲＦＩＤチップ１の上面に４００μｍ角程度の超音波振動ツールを当て、ＲＦＩＤチップ１の上面にＲＦＩＤチップ１の平面方向の超音波振動を付与する。
【００４１】
この超音波振動により、金バンプ７は樹脂層１１を押しのけ、アンテナ２と接触し、接合する。この際の雰囲気温度は、アンテナ２が接着されているポリエステルフィルム１３のガラス転移点よりも低い温度である室温で行う。また、超音波振動は、負荷圧力０．２ｋｇｆ／ｍｍ２においては、振動数６３．５ｋＨｚ、出力２Ｗで０．１乃至１秒程度加える。
【００４２】
なお、本実施例では室温で超音波振動を印加したが、ガラス転移点以下であれば、加熱しても構わない。また、本実施例においては、接合部の強度を更に向上させるために熱硬化形のアンダーフィル樹脂６を接合部に対してディスペンサにより供給する。アンダーフィル樹脂６は、加熱により硬化し、以後接合部を保護する役割を果たす。
【００４３】
ここまでの工程により、ロール長手方向に連続的に、かつ幅方向に複列のアンテナパターンが形成されたポリエステルフィルム（例えばＰＥＴフィルム）１３が完成し、また各アンテナ２対してＲＦＩＤチップ１が接合された。更にＲＦＩＤチップ１の周囲には、保護テープ４が貼り付けられている。保護テープ４にはＲＦＩＤチップ１より一回り大きい開口部４１が設けられており、その開口部４１内にはＲＦＩＤチップ１が収まっている。また、ＲＦＩＤチップ１の上面１ａは、保護テープ４の上面４ａよりも引込んだ状態となっている。
【００４４】
（Ｆ）スリット加工工程
次に、図５（Ｆ）に示すように、ＲＦＩＤチップ１や保護テープ４が接合もしくは接着されているポリエステルフィルム１３に対してスリット加工を行う。この加工には市販されているスリット加工機を使用することができる。このスリット加工により、ＲＦＩＤチップ１や保護テープ４が接合もしくは接着されているポリエステルフイルム１３は、幅の広いロール状のシートから、図７に示すような幅の狭いリールに巻かれたスレッド状態に加工される。以下においては、スレッド３に対してＲＦＩＤチップ１、アンテナ２、保護テープ４等が搭載されたものをＲＦＩＤスレッド１４と呼称する。本実施例におけるＲＦＩＤスレッド１４の幅は、１ｍｍ程度乃至３ｍｍ程度、即ち３ｍｍ程度以下である。またＲＦＩＤスレッド１４の総厚は、１００ミクロン以下の７０ミクロン程度である。
【００４５】
（Ｇ）抄紙工程
次に、図６に示すように、多槽式の円網抄紙機を用い、ＲＦＩＤスレッド１４を紙中に抄き込む。まず、紙料が入った槽３１の円網シリンダー３２において抄紙された第１層目の紙層を毛布３３へと転移する。第１層目の紙層は毛布３３により円網シリンダー３５へと搬送される。同時にこれと同期させつつＲＦＩＤスレッド１４をボビン１５から繰り出し、第１層目の紙層に密着させる。また、紙料が入った槽３４の円網シリンダー３５により第２層目の紙層を抄紙し、第１層目の紙層およびＲＦＩＤスレッド１４に重ねあわせる。重ねあわされた第１層目の紙層５ａ、ＲＦＩＤスレッド１４、第２層目の紙層５ｂは、毛布３３によりカレンダーロール等のロール群に搬送される。ロール群において、重ねあわされた第１層目の紙層５ａ、ＲＦＩＤスレッド１４、第２層目の紙層５ｂは、加熱、加圧、脱水される。そして最終的に乾燥される。
【００４６】
図８には、本実施例の紙状ＲＦＩＤタグ１００が後述する製造プロセスにより完成した状態を示す。紙状ＲＦＩＤタグ１００は、連続的につながった状態でロール状に巻き取られている。また、ロールの幅方向には３列の紙状ＲＦＩＤタグ１００が配置されている。ＲＦＩＤスレッド１４は、ロールの長手方向に各紙状ＲＦＩＤタグ１００を横断する形でタグ内に実装されている。
【００４７】
以上の工程により、ＲＦＩＤチップ１およびそれと接続されたアンテナ２を内蔵した紙状ＲＦＩＤタグ１００が完成する。内蔵しているＲＦＩＤスレッド１４の最大厚さは、７０ミクロン程度であるため、紙状ＲＦＩＤタグの総厚も一般的な紙の厚さである０．１ｍｍ程度を実現できる。完成した紙状ＲＦＩＤタグ１００は、この時点では印刷が施されていないため、ＲＦＩＤタグの用途に応じて印刷を行う。また、複数が連なった状態でロールに巻き取られているため、必要に応じて個別の紙状ＲＦＩＤタグ１００へと切断を行うことができるようになっている。
【００４８】
以上説明したように、内蔵されるＲＦＩＤチップを搭載したスレッドの最大厚さが、７０ミクロン程度であるため、紙状ＲＦＩＤタグの総厚を、一般的な紙と同程度の０．１ｍｍ程度とすることが可能となる。また、図９及び図１４には保護テープ４の有無により抄紙工程におけるＲＦＩＤチップ１に作用するローラ荷重の大小を概念的に示した。なお、図９（Ａ）及び図１４（Ａ）は、ＲＦＩＤスレッド１４が第１および第２の紙層間に挿入されて送り出される方向から見た断面図である。図９（Ｂ）及び図１４（Ｂ）はローラの軸方向から見た部分拡大断面図である。
【００４９】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施例によれば、保護テープ４を設けたことで、抄紙工程におけるローラ荷重の大部分を保護テープ４で受け止めることができるので、ローラ荷重がＲＦＩＤチップ１に直接集中して作用することを防止して超薄のＲＦＩＤチップ１の破壊を防止することが可能となる。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、保護テープ４を設けない比較例の場合は、ローラ荷重がＢＦＩＤチップ１に直接集中して作用することになり、超薄のＲＦＩＤチップ１を破壊することになる。具体的には、図１４（Ｂ）に示すように、比較例の場合、ＲＦＩＤスレッド１４が重ねあわされる第１層目の紙層５ａと第２層目の紙層５ｂとの間に挿入される際、ローラが回転してローラ荷重がＢＦＩＤチップ１に直接集中して作用するため、ＢＦＩＤチップ１に対して押付力のほかに巻き込み力及び巻き上げ力が作用して接合部を含めて超薄のＲＦＩＤチップ１を破壊することになる。
【００５０】
このように本実施例によれば、ローラ荷重によるＲＦＩＤチップ１の破壊が起こりにくいため、抄紙工程において通常の紙と同程度のローラ荷重（線圧（ローラの単位長さあたりの荷重）の最大値が約６１００〜１５３０００ｋｇｆ／ｍ程度）を加えることが可能となる。結果として、通常の紙と同程度の平滑性を有する紙状ＲＦＩＤタグ１００を実現することが可能となる。また、本実施例におけるＲＦＩＤチップ１は、チップ上にアンテナを内蔵した場合と比べ、非常に大形のアンテナ２と接続されている。このため、交信距離を大幅に延ばすことが可能であり、ＲＦＩＤタグとして種々の用途に適用できるようになっている。
【００５１】
なお、本実施例においては、ポリエステルフィルム（ＰＥＴフイルムを含む）からなる保護テープ４を保護部材として使用したものの、紙層よりも剛性の高いポリイミドフィルム等、別のフイルムを使用しても同様の効果を得ることが可能となる。また、保護テープ４は、図１０や図１１に示すようにその外形寸法がアンテナ２と同じである必要はなく、アンテナ２の外形寸法よりも小さくても大きくても機能する。また、保護部材４の素材としてプラスチック材料や金属材料などを使用し、その形状を図１２や図１３に示したようなＣ字形状やドーナッツ形状とすることも可能である。このように、Ｃ字形状やドーナッツ形状の場合も、ＲＦＩＤチップ１を位置付けする開口部を有することになる。なお、保護部材４をアンテナ２に接着する工程（Ｄ）は、超音波実装工程（Ｅ）の前後のいずれで実行しても構わない。また、前述したアンダーフィル材のＲＦＩＤチップ１からはみ出した部分に保護部材を搭載し、アンダーフィルを硬化することによって、保護部材を接着してもよい。
【００５２】
以上説明した本実施の形態によれば、高品質の薄形紙状ＲＦＩＤタグを製紙プロセスにおいて連続的に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの一実施の形態の一部を破断した斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの製造フローの一実施例の前半を説明するための図である。
【図５】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの製造フローの一実施例の後半を説明するための図である。
【図６】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグを製造するための抄紙工程の一実施例を説明するための図である。
【図７】本発明に係るＲＦＩＤスレッドを示す斜視図である。
【図８】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグがロールに巻き取られている状態を説明するための図である。
【図９】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグの製造プロセスである抄紙工程における、保護テープ（保護部材）によるＲＦＩＤチップ保護のメカニズムを説明するための図であり、（Ａ）は本実施例におけるＲＦＩＤスレッドが第１および第２の紙層間に挿入されて送り出される方向から見た断面図、（Ｂ）は本実施例におけるローラの軸方向から見た部分拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグにおける保護テープ（保護部材）の別の実施例を示した図である。
【図１１】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグにおける保護テープ（保護部材）の別の実施例を示した図である。
【図１２】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグにおける保護テープ（保護部材）の別の実施例を示した図である。
【図１３】本発明に係る紙状ＲＦＩＤタグにおける保護テープ（保護部材）の別の実施例を示した図である。
【図１４】紙状ＲＦＩＤタグの製造プロセスである抄紙工程における、保護テープ（保護部材）のない比較例を説明するための図であり、（Ａ）は比較例におけるＲＦＩＤスレッドが第１および第２の紙層間に挿入されて送り出される方向から見た断面図、（Ｂ）は比較例におけるローラの軸方向から見た部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＲＦＩＤチップ、１ａ…ＲＦＩＤチップの上面、２…アンテナ、３…スレッド（基材テープ又は基材フィルム）、４…保護テープ（保護部材）、４ａ…保護テープ（保護部材）の上面、５ａ…第１の紙層、５ｂ…第２の紙層、６…アンダーフィル樹脂、７…金バンプ、１０…金属箔積層体、１１…樹脂層、１２…金属箔（アルミ箔）、１３…ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）、１４…ＲＦＩＤスレッド、１５…ボビン、３１、３４…槽、３２、３５…円網シリンダー、３３…毛布、１００…紙状ＲＦＩＤタグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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